JPH0653361B2 - 多層の木製品 - Google Patents

多層の木製品

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JPH0653361B2
JPH0653361B2 JP61505898A JP50589886A JPH0653361B2 JP H0653361 B2 JPH0653361 B2 JP H0653361B2 JP 61505898 A JP61505898 A JP 61505898A JP 50589886 A JP50589886 A JP 50589886A JP H0653361 B2 JPH0653361 B2 JP H0653361B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多層の木製品に関する。ここでいう“多層の木
製品”という言葉は主として合板及び積層されたベニヤ
材を意味する。
全世界における合板工業は、近年適当な質の木を得る事
が非常に困難となって来ている事実に直面している。木
の層用のカバの木の供給は、今日従来の良質の合板を維
持する事が困難となる範囲迄減少している。カバの木の
簡潔で且つ大きな損耗抵抗を有するような層の製産に対
して非常に好適である。供給が減少した為、カバの木を
他の種類、即ち針葉樹に代える事が急速度で必要となっ
た。針葉樹で作られた木の層は合板の製造者と使用者の
両方に問題があった。針葉樹の層はカバの木の層よりも
荒い表面を有している。この木の層は容易に損傷し、又
柾目は節の点で曲ってくる。木の層の従来の製造方法は
得られた未加工の材料の約２５％を利用するに過ぎな
い。残りは理想的な品質を維持する為に新しい特別な処
置を必要とする。
合板の質における低下は全世界において反響を生じた。
スエーデン，ソビエト連邦及びフランスにおける合板工
業はこの事における改良に対して最も早い提案をした。
例えば、今日の合板は従来のよりも更に折れ易い事が判
った。そして従来のものと同様種々の目的に適さない。
合板はコンクリートの鋳型に問題がある。合板はコンク
リートの流れ域は振動によって生ずる曲がりに耐えられ
ずに破損し、従って、凍った水が割れ目に侵入し、切損
が生じた。合板は水を吸収せず、従って、水はコンクリ
ートと型との間に残り、形成された空気の泡が固まった
コンクリート内に残る。又合板の衝撃強度は従来のもの
より小さい事が判った。
種々の努力が問題を解決する為になされた。合板の出現
に影響する凹所、割れ目のような表面のきづは充填材で
平らにされた。これは若しきづが小さくて非常に少なけ
れば有効である。それにも拘らずとりまく木の表面と比
較してきづは使用に際し問題の根源である合板の均質性
を失う。充填材はきづによって生じた損傷の影響を除去
し得ない。更に、充填材は部分的或は全体的にはがれ、
従って湿気が層の間に入り、その除去が必要となる。節
によって生じたきづは均質な合板の円形木片によって修
繕される。この木片は節のまわりに形成された孔に正し
くあてがわれて、合板を一回で圧縮して木の層の下方に
固着する。圧縮後、板はみがかれる。このきづに対する
修理方法はきづが円滑な円形をなしているから良い方法
である。然し乍ら、円形の木片は常にその位置に止まら
ない。層が圧縮工程前に互いに分離する時は、木片はそ
の縁においてのみ層に膠づけされる。層の処理の時、木
片はしばしばづれたり或は完全にはがれたりする。木片
にはとりまく木の層と同様の収縮と膨張特性を有するの
で不必要な制御を必要とするという別の問題がある。木
片はその大きな膨張の為に彎曲したりひび割れする事が
あり、或は大きな収縮の為その縁ではがれるという事も
ある。一般に総ての修繕は手でなされる。製造費を考え
るとこれは不利である。修繕は合板の損耗抵抗を改良せ
ず又修繕個所において気候に対する抵抗もない。外観
は、一部の修繕だけで大きく改良されてない。かくし
て、この種の問題は、層に用いられる木の質がどこでも
低下しているから、更に悪化する事は明らかである。
合板を製造するに際し、合板の外表面の自然の木の模様
の保存は重要であるから、合板の外表面は加熱プレスに
よる樹脂によって木の表面に接着される透明な薄膜で覆
われる。薄膜は圧縮によって前もって製造された薄い膜
であり、この薄膜は合板の一回の圧縮により加圧され
る。この薄膜は木の表面のきづを目立たない状態で部分
の修繕を含む広さに覆う。木の表面はむしろ荒くなり品
質が低下する。米国特許第4,084,996号は従来技術のこ
の種のものに関するものであり、この特許は接着剤とし
てフェノールホルムアルデヒド樹脂を有する前もって製
造された薄いセルローズの膜が一回の加圧によって合板
の外表面に加熱プレスされることを示している。この特
許は薄膜が透明、不透明に拘らず、現在の市場における
被覆された合板の製造に対する公知技術を示している。
この種の合板の例はいわゆる塗装用の基紙或は凝固した
（Concreting）薄膜で覆われた合板である。本質的に
は、製造に用いられる薄膜の繊維構造はその早い製造段
階で最終の形を得る。従って、薄膜の繊維は圧縮に際し
木の表面のきづの形に追随し得ない。
又ポリエステルのような樹脂で接着されるガラス繊維の
層で木の表面を被覆することが知られている。被覆は通
常手でなされる。木の表面はむしろ荒くなり低質とな
る。被覆は若し、表面が清浄であれば木の表面に適当に
粘着し、外表面の欠かんを有効に保護する。又被覆の構
造物の強度を改良する。然し乍ら、この方法は合板の製
造にとって非常にゆっくりであり、望ましい最終の品質
は一回の圧縮によって得られるべきである。
公知の被覆方法の共通の欠点は被覆と木の表面との間の
接着が総ての用途に対して不十分な事である。前述の特
許に述べられたような場合においてこの欠点は薄膜の形
に対する不十分な融合性の為である。薄膜は弾力性はあ
るが凹所の総ての隅部に迄伸びない。薄膜は前もって形
成される為、木の層に対して加圧された時薄膜が凹所の
隅部上に曲がるように薄膜の面の方向に繊維は配向され
るから、空隙が薄膜の下方に残る。大きな凹所に比較し
て特に松の層においては木の表面上に多数の微小な凹所
がある。密度の大きい薄膜はこれ等の凹所内に達し得な
い。その結果、被覆と木の表面との間の薄い中間の層は
均質ではない。従って、剪断応力が繊維で補強されない
ある場所に伝わる。これは勿論、逆に均一な粘着層を有
する合板と比較して全体として被覆された合板の強度に
影響を及ぼす。木の表面上に加圧されない被覆は粘着性
が悪い。
本発明の目的は前記の欠点を除去する事である。
かくして、本発明は請求の範囲第１項によって特徴づけ
られた多層の木製品に関する。好ましい実施例は請求の
範囲第２項乃至第６項に詳細に示している。
本発明によると、多層の木製品はその製造において一工
程の加熱プレスにより樹脂によって木の層に接着される
合成層を有している。従来技術と異なるように、本発明
による合成層は最終位置に加圧される時、構造において
変化がある。合成層は初めに密度が小さく、比較的厚
い。この状態における層をここではプライブランクと呼
ぶ。言いかえると、このプライブランクは弾性の繊維の
複合体で、少くとも加圧されてない繊維材料、接着剤、
添加剤及び充填材料よりなる。プライブランクは前もっ
て製造され、多層の木製品の外表面を形成するように位
置するか、或は製品の加圧前に木の層の間に位置する。
多層の木製品加圧状態においては、プライブランクは一
回の加熱プレス工程中において合成層に圧縮され、従っ
て最終の木製品においてプライブランクはその構造の一
部を形成し、その厚さと機能とは木の層の厚さと機能と
同様である。プライブランクの繊維はばらばらに配向さ
れるからプライブランクは凹所のどの隅にも達し得る。
被覆は均質であり、従って全体の多層の木製品の強度
は、薄い予め形成された繊維の膜で被覆された構造より
も強い。均質性の為、木の層の表面のきづが多いという
事実、即ち公知の被覆されたものより木の層の質が悪い
という事実にも拘らず初期のきづは相当に減少する。よ
り良い粘着の為、被覆は良好であり、製品は気候の影響
を殆ど受けない。合成層の厚さは木の層の厚さと略同一
であるから表面の抵抗は合成層の厚さによって増大す
る。然して、若し合成層が機械的歪の為折れても折損個
所のまわりの均質性と粘着性とにより、水による被害は
極めて少ない。
プライブランクは、計画された目的の必要性により処理
される。基本的な構造は無機繊維材料（ガラス繊維，鉱
質繊維，スラッグ繊維或はセラミック繊維）と樹脂との
組み合せである。接着剤は大きな耐火性を有する樹脂が
好ましい。特別な用途においては、プライブランクは夫
々特別な場合における必要条件に応じて処理される。か
かる特別な必要条件は改良された耐火性，必要な吸湿
性，必要な反響の抑圧性，小さな自然の振動スペクトル
等である。然し乍ら、主な目的はたとえ木の層の質が相
当に悪くても少くとも合板の良質性を維持する一体の連
続する合成層を設ける事である。この目的は少くとも鉱
質綿と樹脂とを有するプライブランクにより達成し得
る。
前述した合板に関する説明は特に積層されたベニア材に
も適応し得る。一般に、積層されたベニア材は約６０〜
１６０mmに至る迄層を厚くし得る事において合板とは異
なり、又木の層の粒子の方向が本質的に平行で長手方向
にある事でも合板と異なる。積層されたベニア材は建築
物の桁として用いられる。米国特許第3,908,725号はこ
の分野における従来技術を示している。
フィンランドの特許明細書842,695 号には重合化された
接着剤で互いに接着されたくだかれた鉱質繊維からなる
複合薄膜が示されて居り、これは建築用の板として適し
ている。然し乍ら、この複合薄膜とその繊維は前もって
加熱プレスされ、繊維は樹脂によって接着される。複合
薄膜の使用は二つの別の加熱プレスを必要とし、その工
程の一つは薄膜が製造される時であり、他の一つは薄膜
が所定位置に固定される時である。
次に本発明は添付された概略図によって詳細に述べられ
る。
第１図は従来技術による合板の拡大断面図、第２図は本
発明による多層の木製品の断面図で第３図は積層された
ベニア材の好ましい実施例である。
第１図において、１，２，３は合板を形成するように互
いに膠付された３つの木の層を示す。層内の凹所４，６
のようなきづは樹脂で接着された薄膜５で覆われる。薄
膜の不十分な弾力の為、薄膜は凹所の形状に追従し得ず
７で示すように曲がる。薄膜は加熱プレス中生ずる蒸気
或はガスによって生ずる圧力の影響で８で示すように膨
張する。かくして被覆は均一でなくなる。もろい被覆は
折れ又凹所は別の折れ曲がり作用を生ずる。中間層の表
面は前述したように節１０に位置する環状片９により、
或は充填物１１によって修繕されるが、その結果は満足
すべきものではない。第２図、即ち本発明による実施例
においては、被覆１４の繊維は凹所の底部に迄達する。
若し、非常に大きな力が必要であると、木の層は合成の
層におきかえられる。第２図の合成層はこのような置換
を示す。
原則として、合成層の鉱質綿は従来の鉱質綿の製造ライ
ンの綿の室の直後に得られた綿と質的に同一である。か
くして鉱質綿は密度が小さい。プライブランクの密度は
５０kg／m3から２００kg／m3に変わるのが好ましい。若
し、重い充填材料が用いられると、密度は大きくなる。
プライブランクは又接着剤を含むが、これは必要ではな
い。若し、必要であれば、プライブランクは最初の厚さ
に容易に圧縮される。然し乍ら、１０mmの繊維の長さ
はばらばらの繊維の配向と同様に変らない事が重要であ
る。最終状態では、即ち、プライブランクが多層の木製
品の合板を形成するのに圧縮される時は、その密度は１
００kg／m3〜５，０００kg／m3で、繊維の長さは３０
０μｍが好ましい。所謂テクニカルウールが良く用いら
れるが、かかるウールは特に熱絶縁の用途を意図してい
ない。“中間繊維プライブランク”という言葉は加熱圧
縮段階前の状態をいう。
ここで述べられたプライブランクに用いられる好ましい
接着剤は所望の圧縮温度、即ち５０℃〜３５０℃の範囲
内で作用する。若し、用途が圧縮されるべき構造を介し
て伝えられる非常に大きな量の熱を要求する接着剤の使
用を必要とすれば、その温度は圧縮時間の間前記の温度
内で特に一定の値に維持される。若し、特別な要求がな
ければ、PVC形或は塩素を含む樹脂が耐火性を改良する
為の接着剤として用いられる。一般に、適度に昇した温
度で溶けて、冷却した時に最初の状態に復帰するから熱
可塑性の樹脂が有効である。若し、温度が非常に高くな
ると、熱硬化性樹脂はその接着特性を失う。然し乍ら、
熱硬化性樹脂は熱可塑性樹脂よりも高い温度に耐えると
いう利点がある。熱硬化性樹脂はより大きな弾力性を有
するから、サンドウィッチ状にする為生ずる剪断力を伝
えるのに適している。更に熱硬化性樹脂はより大きな引
張り抵抗がある。樹脂には妥協的なものが選ばれるが、
かかる樹脂は最も可能な方法で合板の重要な作用の要求
を満たすように選ばれる。
若し、特別な用途が機械加工によって孔があけられ得る
繊維の選択を必要とするならば、好ましい孔は１０゜〜
３０゜SRである。かかる繊維はアスベスト繊維である。
前述した吸湿性と反響の抑制は合成層の多孔性によって
調整される。ここで多孔性とは剛体の物質を含まない合
成層の容積部分を意味する。所望の多孔性は接着剤とし
てフェノールホルムアルデヒド樹脂のような重縮合樹脂
を用いる事によって得られる。多層製品の自然の振動ス
ペクトルは、鉱質粉末或はバリウム，タングステン，鉛
素の成分のような重質の充填材料の有効な量をプライブ
ランクに加える事によって低周波に移行し得る。
改良された耐火性はプライブランクに三酸化アンチモン
或は二水和石膏を加える事によって得られる。
前記はプライブランクが多層の木製品に所望の特性を与
える方法を限定的に示したのみである。総ての可能性は
勿論このことについて述べられ得ない。重要な目的は低
質の木層で作られた合板を期待された要求に合うように
作る事である。これは多層の木製品のある数の木層が繊
維接着剤の複合材料と添加剤及びそれに加えられた充填
材料よりなる合成層でおき代えられるという手段の本発
明によって達成され得る。合成層は最初の形において、
板状に圧縮されるべき木層の間にブランクとして位置
し、多層の木製品を形成する為、一回の加熱圧縮工程で
多層の製品の合成層として最終の形を得る。従って、本
発明は合板製品から要求され、且つプライブランクの好
ましい組成によって得られ得る多数の特性に関する事が
明らかである。
次に、いくつかの例が本発明による方法によって得られ
た特性を示す為に述べられる。合板の使用に際し、最も
重要な基準であるから板の強さが比較における基準とし
て用いられる。
例１ 本発明によって製造された合成層と、従来の圧縮圧力に
よって製造された幾何学的に同様の木層の強さの値が同
一条件で且つ同一応力の元で別々に比較された強度試験
がなされた。
合成層の繊維材料は１，５００kg／m3の密度を有する硝
子繊維で、３０重量パーセントの濃度を有するフェノー
ルホルムアルデヒド樹脂が接着剤として用いられた。合
成層の多孔性は容積あたり２５％であった。次の結果が
得られた。
例２ 1.3mmの厚さを有する３枚のカバの層が従来の合板製造
によって処理され、加熱プレス機内に重ねられた。本発
明によって製造され、約１５mmの厚さと100kg／m3の密
度を有する合成プライブランクが最上の木層の上方と最
下の木層の下方に位置された。プライブランクは鉱質綿
とブランクの重量で計算された３５重量パーセントの濃
度を有するフェノールホルムアルデヒド樹脂を有する。
全体は１３０℃の温度と1.6MPaの圧力で４分間圧縮され
た。
圧縮後、合成層の厚さは１mm、密度は１，４００kg／
m3、多孔性は容積当り２５％であり、全体の合板の厚さ
は６mmであった。
強度の比較の為に、他の同様の板が同一の層で作られ、
その板の外表面は樹脂の薄い層でのみ覆われた。そして
更に他の従来の合板即ちその外表面が処理されない板が
用意された。試験される板の層内のきづの状態がその位
置と形の両方で同一であるように層は正確に選ばれた。
総ての３つの試験板は同一の手段で板から切り出された
複数の条片を用いて同様の曲げ試験を受けた。そして次
の結果が得られた。
前述から明らかなように、本発明による多層製品の最も
本質的な部分は合成層であり、最初の形はプライブラン
クである。層は主としてグラスウール，鉱質綿或はスラ
ッグウールのような鉱質綿であり、多層の製品は一回の
圧縮によって形成されるのが好ましい。
一回の圧縮は四つの異なった利点を有する。第１に、一
回の圧縮は他の圧縮がないから、費用が安い。第２に、
一回の圧縮は、木の構造に含まれる熱硬化性形の結合部
が一回しか変形しないという利点を有する。
第３に、合板の製造において木の構造にかかる圧力は木
の粒子の破断限界に達する。特に、２回の圧縮による従
来の方法においては木の材料は弱くなる。本発明による
方法はこの欠点を除去する。第４に、木の層の間のフェ
ノールホルムアルデヒド樹脂の接着層はそれが一回の圧
縮中に形成されるから、重合状態にある時全く変形しな
い。
鉱質綿の被覆の特性は他の繊維の被覆よりも優れて居
り、特性を悪くする亀裂が被覆に際して生じない。被覆
は木の層から発散して泡を生じたり、又表面を裂くよう
な物質を阻止する。従来から、フェノールホルムアルデ
ヒド樹脂は木部と鉱質繊維との両方を接着し得るものと
して知られている。
適宜の圧縮技術により、重ねられる層の変形の為合板の
製造に対し従来技術では不可能であった正確な寸法の板
が鉱質綿の被覆によって得られた。
鉱質の繊維層の特性は木の層の特性に対し優れて居り、
言いかえれば、プライブランクは従来の強度特性が低質
な木の材料で得られるように木の層の構造を強くする。
鉱質のプライブランクは下面の凹凸をふさぎ、均質な被
覆を形成するから、従来より低質の層の材料を用いる事
が可能で、同時に層、特に層の表面を修繕する必要がな
い。本発明による層の材料は節のある或は修繕された木
の層よりも常に大きな強度を有する。
合成プライブランクの特徴は、プライブランクの成分と
成分の比率とを変える事により大巾に変わる。これは繊
維片で補強されたプラスチックの複合物とブレンドした
プラスチックの複合物の場合にも同様に行われる。
次に、未加工の材料に合成プライブランクを適当に組み
合わせる事によって得られ、且つ本発明による被覆で覆
われた板の使用を本質的に広くするという二，三の特別
な利点が述べられる。合成層の基本的な構造は主に鉱質
綿で形成され、最終積層えの圧縮中に上述した分離（sp
litting）と再配向特性を有する。
積層の構造と被覆特性は圧縮中の異なる圧縮のパラメー
タ（圧縮速度，周期）を変化する事によって得られる。
積層の特別な音、熱に関する特性は表面の多孔性を変え
る事によって本質的に得られる。多孔の積層は適宜の重
縮合樹脂或は異なった種類の液体発泡剤或は不十分な量
の接着剤を用いる事によって得られる。
積層の被覆性は、多孔性の面の方が完全に目のつまった
面よりも被覆し易いから多孔質によって影響される。
含有する大量の有機的材料によって木板の燃え易さ（fi
reload）を減少する積層の耐火抵抗は 接着剤の量を減少し、 可燃性の接着剤の使用を少くし、 火災防止の化学薬品を用い、 無機物の接着剤を用い、 無機物の充填材料を接着剤に加え、 水、泡を形成する添加剤を接着剤に加え る事によって影響される。
積層の電気的、磁気的及び温度的特性は金属と石炭繊維
（coal fibres）によって変化する。
被覆は着色され得る。
本発明によって被覆された板は寸法が一定して居り、総
ての方向に均質である。
本発明による被覆の異なった種類の製造は摩擦を改良す
る為の被覆と同様十分に可能である。
本発明による被覆により、表面は従来のものよりも遥か
に固く且つ損耗抵抗を有する。
被覆は湿気に対して全く化学変化をおこさない。
大体において、本発明による多層の木製品は今日用いら
れている総ての種類の被覆された合板に匹敵し得る。若
し、木の表面の保護が必要であれば、木の層に合成プラ
イブランクを被覆する事が適当である。本発明による合
成層で被覆された多層の木製品の値段は従来の合板と比
較して十分競争し得る。そして従来の用途と比較して本
発明製品は新しい用途を見出す。
合成層で被覆されたこの材料は、少くとも次の実際の用
途を有する。
モータ及び輸送工業、 建設工業の表面板、 鋳型材料、 ボート及び船舶の製造（中間壁）、 プレハブ工業、 農場の建物、 包装材料。
第３図は積層されたベニヤ材に適用した本発明の実施例
を示す。２０は木の層を示し、２１は本発明による合成
層を示し、２２は従来技術では別の充填片を必要とする
孔を示し、２３は木の層におけるきづを示し、２４と２
５とは積層されたベニア材の曲げ強度を改良する為に長
手方向にずれた接目を示す。木の層２０と合成層２１と
の接目は２６と２７で示すように傾斜している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピルホネン，ジユシイ フインランド国 エス・エフ− 02880 ベイコラ，インピバランテイ・５・イー (72)発明者 サンデン，フレツド フインランド国 エス・エフ− 21600 パライネン，ブロハルラ ２ (72)発明者 ハウタニエミ，エルキイ フインランド国 エス・エフ− 37550 モイシオ，ソルサボルク ７ (72)発明者 ジヤルベラ，ペンテイ フインランド国 エス・エフ− 32720 タンペア，アルキイテデインカツ ７エツ チ 25 (72)発明者 サンデリン，ブジヨルン フインランド国 エス・エフ− 21600 パライネン，ストルガルデインカツ 12 (72)発明者 アルガルス，レイナー フインランド国 エス・エフ− 21600 パライネン，マルムナシンテイ ９ビー (56)参考文献 特開 昭52−28913（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−93979（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭50−45072（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】繊維材料が、予め製造された低密度の未加
    工繊維のプライブランクとして木層面に配置され、前記
    プライブランクは、加熱プレスの間に起こる、前記繊維
    の繊維構造の崩壊と再配向のために、隣接する木層表面
    の不規則部分を充填し、前記隣接する木層と完全に接着
    することによって、多層の木製品の高密度合成層を形成
    し、前記合成層が外表面層を形成することを特徴とす
    る、少なくとも１つの木層と、接着剤、添加剤、および
    充填材料を含み、繊維材料が無計画に３次元構造に配向
    された少なくとも１つの無機繊維材料層からなる、１回
    の加熱プレスにより製造される多層の木製品。
  2. 【請求項２】未加工繊維のプライブランクの初期密度
    が、５０〜２，５００kg／m3，最終密度が、１００〜５
    ０００kg／m3，繊維の初期長が、≦１０mm，繊維の最終
    長が、約≦１０００μｍ，繊維の直径が、０．５〜５０
    μｍである請求の範囲第１項に記載の多層の木製品。
  3. 【請求項３】繊維材料が、機械加工によって開孔度が少
    なくとも１０〜３０゜SRに孔あけされる繊維を含む請求
    の範囲第１項または２項に記載の多層の木製品。
  4. 【請求項４】接着剤の量が繊維材料の５〜７０重量％で
    あり、接着剤は５０〜３５０℃の温度で働く請求の範囲
    第１項−３項のいずれか１項に記載の多層の木製品。
  5. 【請求項５】吸湿性および／または音響的反響の抑制を
    必要とする用途に特に向けられるものであって、合成層
    （１４，１５）の多孔度が容積当たり０〜８０％であ
    り、前記多孔度は、接着剤として、フェノールホルムア
    ルデヒド樹脂のような重縮合樹脂または熱可塑性材料の
    使用によって達成される請求の範囲第１項−４項のいず
    れか１項に記載の多層の木製品。
  6. 【請求項６】耐火性を必要とする用途に特に向けられる
    ものであって、塩素を含む重合体が接着剤、および／ま
    たは、発泡剤、および／または、ヒドロ塩のような熱接
    着性物質またはアルミニウムの水酸化物のような化学的
    結合水を含む化合物が添加剤として用いられる請求の範
    囲第１項−５項のいずれか１項に記載の多層の木製品。
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